Isso não parece bom: cientistas ensinam aranha a pular sob comando [vídeo]

Por , em 9.05.2018

Cientistas treinaram uma aranha para pular sob comando.

Embora assustador, o objetivo final deste estudo não era dominar o mundo, mas sim inspirar uma nova geração de robôs modelados pela perfeição da natureza.

A eficiente saltadora

Muitas aranhas têm a habilidade de pular. A aranha-saltadora Phidippus regius não é diferente.

Os pesquisadores a escolheram para este estudo porque sua técnica é impecável: quando saltam para pegar suas presas, essas aranhas podem se lançar em até seis vezes o comprimento de seu corpo.

Como os aracnídeos possuem cerca de 15 milímetros de comprimento, podem pular pelo menos 60 milímetros. Em comparação, humanos mal conseguem saltar 1,5 vezes o comprimento de seus corpos.

Logo, esse animal se provou o recruta perfeito para um novo projeto de pesquisa em robôs que saltam da Universidade de Manchester (Inglaterra).

Pule!

Infelizmente, aranhas não nos obedecem. Logo, ensiná-las a pular sob comando não é uma tarefa fácil.

Os pesquisadores só conseguiram fazer uma de suas cobaias realmente captar a ideia e realizar o pulo de uma plataforma de decolagem e aterrissagem. Seu nome era Kim.

Os saltos de Kim foram gravados com câmeras de alta tecnologia para descobrir os segredos por trás de suas pernas incríveis.

A filmagem revelou que ela tinha várias técnicas de salto diferentes. A curta distância (aproximadamente dois comprimentos de corpo), Kim prefere uma trajetória mais rápida e mais baixa, de velocidade e precisão. Já para pulos mais longos (aproximadamente seis comprimentos de corpo), ela tende a usar um salto mais eficiente em termos de energia.

Desempenho máximo

Enquanto Kim pode ajustar o ângulo de seu salto para se lançar mais alto ou mais baixo, os pesquisadores notaram que ela era mais confiante saltando mais baixo.

“Ela pula no ângulo ideal, o que significa que pode entender o desafio que lhe é apresentado”, disse o engenheiro de microssistemas Mostafa Nabawy ao portal BBC. “E então ela pode cronometrar seu desempenho de salto na decolagem para executar um pulo que seja ótimo em termos de demanda de energia”.

Os pesquisadores também notaram que Kim anexa uma “linha de seda de segurança” à plataforma antes de saltar. O fio de seda pode ser uma maneira da aranha ficar estabilizada enquanto pula.

Os cientistas utilizaram por fim tomografia computadorizada 3D para construir modelos da estrutura do corpo e das pernas da aranha.

Potência muscular

A análise dos vídeos em combinação com os modelos 3D permitiu que os pesquisadores entendessem melhor as forças subjacentes ao salto da aranha.

Os biólogos sabem que as aranhas usam pressão hidráulica aplicada a fluidos em suas pernas para estender seus membros, mas não tinham certeza se as aranhas também podiam usar essa pressão hidráulica para melhorar ou até mesmo substituir potência muscular.

Nesta espécie em particular, a força muscular parece suficiente para o salto. “Nossos resultados sugerem que, embora Kim possa mover as pernas hidraulicamente, ela não precisa da potência adicional hidráulica para alcançar seu extraordinário desempenho de salto”, disse o pesquisador de aerodinâmica Bill Crowther.

Natureza 1 x 0 Engenharia

O estudo tem implicações importantes para a construção de minúsculos robôs saltadores. A tecnologia de robôs, atualmente, possui restrições que mantêm muitos deles firmemente enraizados no solo.

Nabawy está especialmente interessado em projetar novos tipos de robôs que voam e saltam. “A força nas pernas na decolagem pode ser de até cinco vezes o peso da aranha – isso é incrível e, se pudermos entender essa biomecânica, podemos aplicá-las a outras áreas de pesquisa”, diz Nabawy.

Os pesquisadores até tentaram construir um mecanismo de salto simples aproximadamente do mesmo tamanho que a aranha do estudo, mas o projeto fracassou. A escala com a qual os pesquisadores estavam trabalhando era muito pequena. Eles observaram que “a eletrônica de potência e controle não pode competir com a natureza nessa escala ainda”.

Esse não é o fim, no entanto: os cientistas ainda planejam criar um robô funcional a partir de toda essa nova informação, porém mais pesquisas precisam ser feitas sobre como exatamente as aranhas-saltadoras controlam seus pulos.

Por enquanto, a engenharia está perdendo feio para a natureza.

O estudo foi publicado na revista científica Scientific Reports. [ScienceAlert]

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